KR20220034582A - Method for continuously treating vacuum residuals originating from the refinery of crude oil - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원유의 정제에서 발생하는 진공 잔류물을 연속적으로 처리하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for the continuous treatment of vacuum residues from the refining of crude oil.
원유에는 경제적으로 중요한 많은 제품을 포함하여 가치가 큰 물질이 다수 포함되어 있다. 원유는, 예를 들어 연료 가스, 액화 석유 가스, 항공 가솔린, 자동차 가솔린, 경질 용매, 제트 연료, 등유, 중질 용매, 증류 연료 오일 및 디젤 연료 오일의 원료이다. 상기 언급된 생성물은 정제 공정 동안 다수의 상이한 공정 단계에 의해 수득된다. 정제 공정의 증류 단계에서 가치가 큰 물질이 추출된 후에 남아있는 물질을 통칭하여 잔류물이라고 한다.Crude oil contains many substances of high value, including many economically important products. Crude oil is, for example, a raw material for fuel gas, liquefied petroleum gas, aviation gasoline, automobile gasoline, light solvent, jet fuel, kerosene, heavy solvent, distillate fuel oil and diesel fuel oil. The above-mentioned products are obtained by a number of different process steps during the purification process. In the distillation step of the refining process, the material remaining after the high-value material is extracted is collectively referred to as a residue.
최신 기술에 따른 정제 공정에서, 원유는 이후에 사용되는 기계류의 부식을 방지하기 위해 탈염되고, 분별 컬럼 이라고도 하는 제 1 증류 컬럼에 도입된다. 이 제 1 증류 단계는 일반적으로 대기압 하에서 최대 50 미터 높이의 컬럼에서 수행된다. 소위 "나프타", 등유와 같은 가스 등의 가치가 큰 물질이 잔류물로부터 추출되어 분리된다. 제 1 컬럼에는 일반적으로 주입구 포트가 하나 있지만 높이가 다른 여러 배출구 포트가 있다. 컬럼과 함께 온도 프로파일이 확립되며, 바닥은 가장 높은 온도를 가지며 상단은 가장 낮은 온도를 갖는다. 제 1 컬럼 내부의 기상으로 전환되지 않는 원유 성분은 잔류물을 형성하며, 종종 대기 잔류물이라고 한다.In the refining process according to the state-of-the-art, crude oil is desalted to prevent corrosion of subsequently used machinery and introduced into a first distillation column, also referred to as a fractionation column. This first distillation stage is usually carried out in a column up to 50 meters high under atmospheric pressure. Substances of great value, such as so-called "naphtha", gases such as kerosene, are extracted from the residue and separated. The first column usually has one inlet port but several outlet ports of different heights. A temperature profile is established with the column, with the bottom having the highest temperature and the top having the lowest temperature. Crude oil components that are not converted to the gas phase inside the first column form residues, often referred to as atmospheric residues.
컬럼의 상단 부근 배출구 포트에서, 분자량이 가장 낮고 점도가 가장 낮은 물질이 수득된다. 컬럼의 배출구 포트가 낮을수록, 수득된 물질의 분자량이 더 높고 점도가 더 높다. 따라서, 얻어진 물질의 분자량 및 점도에 대한 구배가 관찰된다.At the outlet port near the top of the column, the lowest molecular weight and lowest viscosity material is obtained. The lower the outlet port of the column, the higher the molecular weight of the obtained material and the higher the viscosity. Thus, a gradient with respect to molecular weight and viscosity of the obtained material is observed.
또한, 트레이 효율에 대한 구배가 관찰되는데, 이는 컬럼에서의 분리 품질에 상응한다. 배출구 포트가 높을수록 트레이 효율이 높아진다.Also, a gradient for tray efficiency is observed, which corresponds to the quality of the separation in the column. The higher the outlet port, the higher the tray efficiency.
이들 대기 잔류물은 대기압 조건하에서 증류에 의해 추출되지 않은 가치가 큰 물질을 추출하고 분리하기 위해제 1 컬럼과 유사하게 작동하지만 진공하에 수행되는 제 2 컬럼에서 제 2 증류 단계를 거친다. 제 2 컬럼의 압력은 종종 약 20mbar이다. 제 2 증류 단계로부터 수득된 가치가 큰 물질을 경질 진공 증류물 및 중질 증류물이 라고 한다. 이 제 2 증류 단계에서 남은 잔류물을 진공 잔류물이라고 한다. 종래 기술에 따르면, 진공 잔류물은 예를 들어 코커에 도입되고, 500 ℃의 고온에서 균열, 즉 저 분자량 물질에서 화학적으로 분해된다. 제 1 증류 단계 또는 제 2 증류 단계에 의해 추출되지 않은 가치가 큰 물질은 잔류 분획에 남아 균열이 발생하여 연료 등을 제조하는데 사용될 수 없다.These atmospheric residues are subjected to a second distillation step in a second column that operates similarly to the first column but is carried out under vacuum to extract and separate the high-value substances not extracted by distillation under atmospheric conditions. The pressure in the second column is often about 20 mbar. The substances of great value obtained from the second distillation stage are called light vacuum distillates and heavy distillates. The residue remaining in this second distillation stage is called the vacuum residue. According to the prior art, the vacuum residue is introduced, for example, into a coker and cracks at high temperatures of 500° C., i.e. chemically decomposes into low molecular weight substances. Substances of high value that are not extracted by the first distillation step or the second distillation step remain in the residual fraction and cracks occur and cannot be used for manufacturing fuel or the like.
본 발명은 원유의 진공 잔류물로부터 잔류 유용 물질을 효율적으로 추출하는 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for efficiently extracting residual useful substances from vacuum residues of crude oil.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 원유 정제에서 발생하는 진공 잔류물의 연속처리 방법은, 원유의 정제에서 발생하는 진공 잔류물을 연속적으로 처리하는 방법으로서, 상기 원유는 제 1 및 제 2 증류 단계가 적용되고, 상기 제 2 증류 단계는 진공 조건하에서 수행되며, 상기 진공 잔류물은 제 2 증류 단계 후에 수득되고, 상기 진공 잔류물은 교반조에 연속적으로 공급되며, 상기 교반조 내에서 진공 잔류물은 증류 단계에 의해 제거될 수 없는 휘발성 물질을 제거하기 위해 5 mbar 이상 10 mbar 이하의 진공 및 300 ℃ 이상 350 ℃ 이하의 온도로 처리될 수 있다.In order to achieve the above technical problem, the continuous processing method of vacuum residues generated in crude oil refining according to an embodiment of the present invention is a method of continuously processing vacuum residues generated in the refining of crude oil, wherein the crude oil is first and a second distillation step is applied, wherein the second distillation step is carried out under vacuum conditions, the vacuum residue is obtained after the second distillation step, and the vacuum residue is continuously fed to a stirring bath, in the stirring bath The vacuum residue can be treated with a vacuum of 5 mbar or more and 10 mbar or less and a temperature of 300 °C or more and 350 °C or less to remove volatiles that cannot be removed by the distillation step.
또한, 상기 교반조는 트윈-샤프트 니더인 것을 특징으로 하는 방법으로, 상기 진공 잔류물은 트윈-샤프트 믹서 니더의 하나 이상의 공급점을 통해 트윈-샤프트 믹서 니더로 연속적으로 공급되고, 상기 트윈-샤프트 믹서 니더의 샤프트에는 니딩 요소가 장착되어 있고, 상기 양 샤프트의 니딩 요소는 협력 방식으로 배열되고, 상기 하우징은 하나 이상의 증기 연결부를 포함하고, 상기 진공 잔류물은 트윈-샤프트 믹서 니더와 함께 트윈-샤프트 믹서 니더의 방출 장치로 전달될 수 있다.In addition, the method characterized in that the stirring tank is a twin-shaft kneader, wherein the vacuum residue is continuously fed to the twin-shaft mixer kneader through at least one feed point of the twin-shaft mixer kneader, the twin-shaft mixer The shaft of the kneader is equipped with kneading elements, the kneading elements of both shafts are arranged in a cooperative manner, the housing comprises at least one steam connection, the vacuum residue is twin-shaft with the twin-shaft mixer kneader It can be delivered to the dispensing device of the mixer kneader.
또한, 상기 믹서 니더는 방출 스크류가 장착될 수 있다.In addition, the mixer kneader may be equipped with a discharge screw.
또한, 상기 교반조 내에 존재하는 다른 기체 성분의 분압을 감소시키기 위하여 기체 상으로 전이될 수 있는 액상 제제를 첨가할 수 있다.In addition, in order to reduce the partial pressure of other gas components present in the stirring tank, a liquid formulation that can be transferred to a gas phase may be added.
본 발명에 의한 원유 정제에서 발생하는 진공 잔류물의 연속처리 방법은, 원유의 진공 잔류물로부터 잔류 유용 물질을 효율적으로 추출할 수 있는 효과가 있다.The continuous treatment method of vacuum residues generated in crude oil refining according to the present invention has the effect of efficiently extracting residual useful substances from the vacuum residues of crude oil.
도 1은 본 발명에 따른 진공 잔류물의 처리를 상세하게 보여주는 개략도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글-샤프트 믹서 니더의 작동 메커니즘을 보여주는 개략도.1 is a schematic diagram showing in detail the treatment of vacuum residues according to the invention;
2 and 3 are schematic diagrams showing an operating mechanism of a single-shaft mixer kneader according to an embodiment of the present invention;
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기에 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성 요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시는 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood that the embodiments described below are illustratively shown to aid understanding of the invention, and the present invention may be implemented with various modifications different from the embodiments described herein. However, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known function or component may obscure the gist of the present invention, the detailed description and specific illustration thereof will be omitted.
도 1은 본 발명에 따른 진공 잔류물의 처리를 상세하게 보여주는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing in detail the treatment of vacuum residues according to the invention;
도 1에 도시된 바와 같이, 진공 잔류물이 직접 배출되거나 또는 코커에 도입되지 않고, 대신에 추가 증류 단계가 수행 되는 싱글-샤프트 믹서 니더(1)에서 처리된다.As shown in FIG. 1 , the vacuum residue is not discharged directly or introduced into the coker, but is instead treated in a single-
샤프트(4), 더블-샤프트 방출 스크류(3) 및 하우징(5) 뿐만 아니라 싱글-샤프트 믹서 니더(1)의 엔진(2)을 보여준다.The
또한, 증기 연결부(8), 공급점(9)을 보여준다. 샤프트(4)에 장착된 니딩 요소(6) 및 하우징(5)에 장착된 니딩-역 요소(7)가 도시되어 있다.Also shown is a
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글-샤프트 믹서 니더의 작동 메커니즘을 보여주는 개략도이다.2 and 3 are schematic diagrams showing an operating mechanism of a single-shaft mixer kneader according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 싱글-샤프트 믹서 니더(1)의 확대도이며, 단순화를 위해 엔진(2)는 생략되었다. 또한, 싱글-샤프트 믹서 니더(1)의 횡단면을 나타낸다.FIG. 2 is an enlarged view of the single-
도 3은 하우징(5)의 내부를 완전히 채우지 않는 진공 잔류물로 채워진 도 1의 싱글-샤프트 니더(1)를 보여준다.3 shows the single-
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공 증류 단계로부터 발생된 진공 잔류물은 공급점(9)을 통해 싱글-샤프트 믹서 니더(1)로 도입되고, 니딩 요소(6) 및 니딩 역-요소(7)의 협력에 의해 혼합되는 동안 싱글-샤프트 믹서 니더(1)와 함께 이송되고, 가치가 큰 물질을 포함한 휘발성 화합물은 증기 연결부(8)를 통해 제거된다. 그 후, 잔류물은 방출 스크류(3)에 의해 방출된다. 이 과정에서 열과 진공이 적용된다.According to an embodiment of the invention, the vacuum residue from the vacuum distillation step is introduced via a
이상과 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 기초로 상세히 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 후술할 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.As described above, the present invention has been described in detail based on a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to a specific embodiment, and the technical spirit of the present invention and the Of course, various modifications and variations are possible within the equivalent scope of the claims to be described later.
1 : 싱글-샤프트 믹서 니더
2 : 엔진
3 : 더블-샤프트 방출 스크류
4 : 샤프트
5 : 하우징
6 : 니딩 요소
7 : 니딩-역 요소
8 : 증기 연결부
9 : 공급점1: single-shaft mixer kneader 2: engine
3: double-shaft release screw 4: shaft
5: housing 6: kneading element
7: kneading-reverse element 8: steam connection
9: supply point
Claims (4)
A method for continuously treating a vacuum residue generated in the refining of crude oil, wherein the crude oil is subjected to first and second distillation steps, the second distillation step is performed under vacuum conditions, and wherein the vacuum residue is subjected to a second Obtained after the distillation step, the vacuum residue is continuously supplied to the stirring bath, and the vacuum residue in the stirring bath is vacuum and not less than 5 mbar and not more than 10 mbar in order to remove volatile substances that cannot be removed by the distillation step; A method for continuous treatment of vacuum residues generated in crude oil refining, characterized in that it is treated at a temperature of 300 ° C. or higher and 350 ° C. or lower.
상기 교반조는 트윈-샤프트 니더인 것을 특징으로 하는 방법으로, 상기 진공 잔류물은 트윈-샤프트 믹서 니더의 하나 이상의 공급점을 통해 트윈-샤프트 믹서 니더로 연속적으로 공급되고, 상기 트윈-샤프트 믹서 니더의 샤프트에는 니딩 요소가 장착되어 있고, 상기 양 샤프트의 니딩 요소는 협력 방식으로 배열되고, 상기 하우징은 하나 이상의 증기 연결부를 포함하고, 상기 진공 잔류물은 트윈-샤프트 믹서 니더와 함께 트윈-샤프트 믹서 니더의 방출 장치로 전달되는 것을 특징으로 하는 원유 정제에서 발생하는 진공 잔류물의 연속처리 방법.
The method of claim 1,
A method, characterized in that the stirring vessel is a twin-shaft kneader, wherein the vacuum residue is continuously fed to the twin-shaft mixer kneader through at least one feed point of the twin-shaft mixer kneader, The shaft is equipped with kneading elements, the kneading elements of both shafts being arranged in a cooperative manner, the housing comprising at least one steam connection, the vacuum residue being combined with the twin-shaft mixer kneader in the twin-shaft mixer kneader A method for continuous treatment of vacuum residues from crude oil refining, characterized in that it is delivered to a discharge device of
상기 믹서 니더는 방출 스크류가 장착되는 것을 특징으로 하는 원유 정제에서 발생하는 진공 잔류물의 연속처리 방법.
3. The method of claim 2,
The mixer kneader is a continuous method of processing vacuum residues generated in crude oil refining, characterized in that the discharge screw is mounted.
상기 교반조 내에 존재하는 다른 기체 성분의 분압을 감소시키기 위하여 기체 상으로 전이될 수 있는 액상 제제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 원유 정제에서 발생하는 진공 잔류물의 연속처리 방법.4. The method of claim 3,
A method for continuous treatment of vacuum residues generated in crude oil refining, characterized in that a liquid formulation that can be transferred to a gas phase is added to reduce the partial pressure of other gas components present in the stirring tank.
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